舒媛 王勇 张宗福
（中国水利水电第十工程局有限公司， 四川成都 610072）
【摘 要】结合陕西汉江旬阳水电站厂房一期临时围堰高喷灌浆防渗工程实例，从设备基本参数校核、压力表等仪表率定、围井试验、施工关键参数控制及特殊情况处理等方面进行控制，从而保证高喷灌浆防渗质量，实现围堰一次性防渗闭气成功。
【关键词】旬阳水电站；高喷灌浆；质量控制；防渗闭气
1工程概况
1.1工程简述
旬阳水电站工程位于陕西旬阳县城南约2km处，为汉江上游陕西境段干流规划的第五个梯级水电站，水电站开发任务为以发电为主，兼顾航运。
旬阳水电站施工导流采用两期导流的方式，一期围堰为围左岸厂房和左五孔冲砂泄洪闸坝段，围堰上游段与左岸坡相接，纵向围堰段位于坝上0+133.41m～坝下0+252.20m，下游段与左岸坡相接。围堰为土石围堰，堰顶宽设计为8m，上游段最大堰高约7m，纵向段最大堰高约10.5m，下游段最大堰高约10m，采用单排高喷防渗墙防渗。高喷施工轴线长度1048.27m，孔距0.8m，平均孔深19m，孔深入基岩1m。
1.2工程地质
根据招标文件，本期围堰基础为冲洪积卵砾石，地表较平缓，覆盖层厚约5～17m，渗透系数为100～120m/d，近地表7~10m左右经人工扰动，结构较松散，渗透性较强，渗透系数可达200m/d左右。基岩为微风化石英绢云母千枚岩，河床基岩面分部深沟槽和断层。
2技术方案
2.1施工工艺
根据设计地勘资料、进场复勘资料、当地施工环境及工期安排，结合我部施工经验，高喷灌浆防渗墙采用“三管旋喷套接法”施工，分两序施工，Ⅰ序孔喷浆结束48h后进行Ⅱ序孔钻孔喷浆。
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图1 高喷灌浆施工工艺流程
2.2施工难点
（1） 围堰基础为冲洪积卵砾石，覆盖层厚，渗透系数较大；表层存在人工扰动，结构较松散、架空，渗透性极强，施工难度大；
（2）招标文件所提供参考的地质资料有限，根据我部进场后的地质复勘发现堰体区域存在一定大直径的孤漂石及块石，对高喷防渗质量影响大。
2.3质量控制思路
（1）根据地勘资料选择能够很好地代表围堰高喷施工中遇到的地质区域进行高喷试验，通过试验确定最终的施工参数；
（2）进场后沿高喷轴线进一步进行地质复勘，针对地层变化特点调整施工参数；
（3）严格控制施工过程各项参数，保证施工质量。
2.4质量控制实施
2.4.1设备校核
（1）高喷台车：由于高喷台车采用无极调速，每个台车匹配转速时提速不一致，故需一一校核。校核方法有两种，其一，固定提速，校核转速；其二，固定转速，校核提速。每台喷车校核完转速、提速，将对照表粘贴在调速器旁边，以便施工时控制提、转速及各方监督检查。
（2）注浆泵：水泥进浆量是保证高喷质量的关键，因此需准确掌握每台注浆泵的实际功率，掌握注浆泵在不同浆液比重及不同转速下的输浆量，以满足施工要求。
（3）高压水泵、高压泵及空压机压力表：开工前将高压水泵、注浆泵、空压机压力表进行率定，确认满足施工要求。
2.4.2围井试验
在围堰高喷灌浆进行大面积生产孔施工前，进行高喷灌浆生产性试验，试验区域的选择应能够很好地代表围堰高喷施工中遇到的地质情况，以更好指导后续生产孔的喷浆施工。
根据施工现场地质情况，本次试验区域选择在一期枯水期临时土石围堰下游围堰处（桩号0+900.00附近）。根据后期生产施工情况表明，该部位是围堰基岩面最深的部位，且地层情况较复杂，属于本工程围堰地质情况代表区域。围井采用单排、孔距0.8m、“三管法”高压旋喷套接，高喷孔沿尺寸为2.4m*2.4m的正方形围井均匀布孔，分两序施工，孔深入基岩1.0m。共计布置高喷试验孔12个，工程量约290m。
围井高喷孔钻孔不分序施工，喷浆施工时先施工Ⅰ序，再施工Ⅱ序。注水或抽水试验检查孔布置在围井正中央。
本次高喷围井试验注水检查结果为7.15*10-5cm/s，低于设计要求合标准，证明本次高喷灌浆采取的施工工艺及参数满足本工程的防渗要求，围堰后续生产孔高喷施工工艺、参数及控制措施可参照围井试验组织施工。考虑到围井试验施工不能很好、全面反映出围堰的实际地层情况，结合我部以往类似地层高喷施工的经验及规范要求，我部在部分特殊区域增加一排高喷灌浆加密孔，确保实现围堰防渗闭气达到预期。
2.4.3过程控制
（1）压力
水压力是冲击、切割、破碎地层土体主要力量，直接影响喷浆半径；①孔口试喷，水压力超过40Mpa，5min无异常即可结束试喷。②Pvc管破坏试验，每批Pvc管使用前进行破坏试验，保证在20Mpa以内切割破坏Pvc管，保证有足够的压力切割土体。③喷浆过程在观察高压水泵压力表，水压力是否满足施工要求。
气压力：从外喷嘴中喷射、环绕水流周围形成圆状气流，减少水压力损失，保证足够水压力切割土体。对水泥浆液和原地层砂砾石有搅拌混合作用。
（2）流量
浆液流量是保证足够水泥浆置换原地层中粘土、粉细砂及中细颗粒并填充上述固相物质空间，凝结后形成防渗体系。施工过程中按照施工准备阶段校核的参数表控制进浆流量以满足施工要求，并不定期进行复核。
（3）浆液比重
喷浆过程中每30min使用比重计或比重称称量进（返）浆浆液比重，正常情况下进浆比重大于1.5g/cm3，返浆大于1.2g/cm3。返浆比重控制尤为困难，覆盖层平均提速8cm/min，这段时间如果有某一段返浆比重偏小，又没有及时处理就可能造成质量缺陷。解决问题的关键在于坚持旁站，及时发现返浆比重变化，从返浆颜色、返浆含砂量等变化均可以较直观反映浆液变化。
（4）提（转）速
提速要满足施工参数要求，地层与提速要匹配，根据造孔过程返渣返水反馈地层情况及返浆情况，依据前期校核的对照表控制提速；同时转速与提速要相适宜，转速为提速的80%～100%，转速过缓会造成土体切割不完全，形成螺纹装桩体，影响套接及防渗质量。同时定期复核对照表准确性，误差较大时及时更新对照表。
（5）特殊情况处理
①高喷因故中断后应停止提升，记录中断深度，并尽快恢复。若短时间不能恢复的，应提出喷具，用水冲洗干净。待故障处理后，将喷具下入原中断位置以下0.5m～1.0m处继续进行喷射灌浆。喷具下设不到原中断位置则扫孔至中断位置0.5m～1m处后重新下设喷具至孔底进行喷浆。
②高喷过程中若相邻孔串浆，应将串浆孔封堵后继续进行。高喷结束后将串浆孔扫孔至原钻孔深度。
③喷灌中，接、卸、换管后的下管时，要比原停喷高度下落不小于0.2m，以使墙体能上下连接。
④在孤（漂）卵石架空地层和地下动水中喷浆处理措施
A 喷具停止提升，静压注浆，直到孔口返浆符合要求为止。
B 降低喷射水压和风压，增大供浆量，加浓浆液，孔口掺砂、水玻璃和锯末等措施。
C 可在以上处理方法的同时，孔口添加一趟浆液进行填充处理。
D 为了防止喷具被埋住，可采用间隔提升的办法（复喷），待返浆后将风、水、浆等参数调整至规定值正常提升。
⑤在厚度50cm以上大块石（漂、孤石）的孔段进行高喷灌浆时，为了确保浆液对大块石的裹袱效果，要求降低提升速度、风压和水压，并加大供浆量。
⑥大漏失孔（段）
高喷过程中，若出现孔口不冒气、不返浆。可采取如下处理方法：静喷，降低水压至15MPa以下，加大水泥浆供浆量，加浓浆液水灰比至0.5：1（比重1.8）。同时，孔口采用高压清水辅助掺加中粗砂，加砂应注意速度，避免造成喷嘴堵塞，适当时候可上下活动喷杆，如此持续5～30分钟无效果时，则采用在高压水泵进水口处另加一个储水桶添加水玻璃方式继续处理，水玻璃与水混合比例可以从8：1～2：1（体积比），掺入量应遵循由少到多逐渐增加，原则上不赞成从孔口直接倾倒水玻璃的方式处理大漏失孔（段）。直到孔口正常返浆方可恢复正常喷射压力和按照规定速度提升。
⑦孔口间断返浆，返浆量达不到规定值
此种情况可判断为孔内存在中、小漏失通道，停止提升，静喷，加浓浆液，孔口可根据漏失情况适当加砂（采用水力冲射），当采用此方法处理15min以上无效果时，可慢速（3～5cm/min）提升50cm后静喷1～3min或下钻至原来深度进行复喷。
⑧孔口返浆浓度不够，比重达不到规范要求
A 短暂停止供风，如果浆液快速下沉，可初步判断为漏失，则按照第（4）中方法进行处理。
B 如果停风后浆液不下沉，可在高压水泵处另外加一个储水桶内掺入水玻璃（与水混合体积比10：1～8：1）稀释后通过高压水压入地层，孔口视情况可适当掺砂，可慢速（3～5cm/min）提升，直到返浆比重和返浆量达到正常标准后再按照规定的速度提升。
3生产施工运用
旬阳水电站基坑面积达12万平方米，一期临时围堰轴线长1048.27米，累计完成造孔31823m，喷浆29180.4m，有效施工工期仅50天，每天平均造孔637m，喷浆584m，实现一期临时围堰防渗墙一次闭气成功。
4结语
围堰防渗是水利水电工程施工的关键，防渗效果的好坏直接决定了工程能否按期履约。高喷灌浆作为土石围堰防渗闭气的一种常用施工工艺，有着较其他防渗工艺施工速度快、质量可靠、经济效益较好的优势，但需严格做好过程控制，尤其是高喷灌浆各施工参数及特殊情况的处理。旬阳水电站一期围堰高喷防渗的成孔实施，可为今后类似地层下的高喷防渗施工提供借鉴。
参考文献：
[1] 王明森等，高压喷射灌浆防渗加固技术，中国水利水电出版社，2010.02:78-80.
[2] 李湘然等，高压喷射注浆技术与应用，中国建材工业出版社，2007.08:22-30.
[3] 陈连基等，高压喷射施工质量影响因素预防措施，中国西部科技，2006.14:18-19.
[4] 徐至军等，高压喷射注浆法处理地基，机械工业出版社，2004.03:128-131.
作者简介：
舒 媛（1987～），女，四川都江堰人，工程师，从事水利水电施工技术与管理工作。
王 勇（1990～），男，河南安阳人，助理工程师，从事水利水电施工技术与管理工作。
张宗福（1986～），男，四川德阳人，工程师，从事水利水电施工技术与管理工作。